株洲易力达EPS电动助力转向系统维修指南.docx
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株洲易力达EPS电动助力转向系统维修指南
DFL型汽车电动助力转向器
使用及维护说明
株洲易力达机电有限公司
1概述
2基本技术参数
3电路简图
4接线端子表
5诊断故障代码
6控制流程图
10
7故障代码诊断
11
8其他机械检查
24
9EPS常见故障分析及排故方法
.1
26
EPS
1概述
汽车电动助力转向器是一种机电一体化的新一代汽车动力转向系统。
它由
控制器、扭矩传感器、电机总成和机械管柱组成。
汽车电动助力转向器是EPS控制器根据即扭矩传感器、车速传感器、发动机转速传感器等传给控制的信号,按照一定的算法,确定电机转向助力的大小和方向,并驱动电机通过减速机构辅助转向系统产生转向操作。
1.1EPS控制器
EPS控制器安装在驾驶员仪表板下面。
EPS控制器是由微电脑,A/D(模拟/数字)变换器,I/O(输入/输出)接口等电路组成的精密控制部件。
它是汽车电动助力转向系统的关键部件,它不仅使汽车在各种工况下具有最佳操
纵功能,还有自我诊断功能和安全防护功能。
自我诊断功能
当驾驶员在接通车辆电源时,“EPS”指示灯常亮(表示车辆配有电动助力
转向系统);当驾驶员在起动发动机的过程中,EPS控制器就对下列部件进行自我
诊断。
当下列部件无故障时,EPS指示灯自动熄灭;当下列部件出现故障时,EPS
指示灯常亮或闪烁,此时可以通过将诊断开关端子B1接电源(蓄电池)负极进行故障诊断,其故障代码见故障代码表。
扭矩传感器车速传感器发动机传感器转速电器线路电源电机
EPS控制器
注意:
安全防护功能
当EPS系统出现异常时,EPS控制器将切断EPS系统电源,自动转换为无助力的机械转向系统并且EPS指示灯常亮(或闪烁)。
1.2转向柱管总成
电机
安装在转向柱上的电机总成由一个蜗杆,一个蜗轮和一个直流电机组成。
当蜗杆与安装在转向柱输出轴上的蜗轮啮合时,它降低电机速度并把电机输出力矩传递到输出轴。
•扭矩传感器
扭矩传感器由滑块,钢球,输入输出轴和电位器组成。
它获得方向盘上操作力
大小和方向的信号,把它们转换为电压值,并将它们传递到P/S控制盒。
输出轴的内孔装有扭力杆,与扭力杆通过销子连接;输出轴的外圆表面加工有螺旋槽,钢球固定在输出轴外侧的螺旋球槽和滑块内侧的球洞里。
滑块相对于输入轴可以在螺旋方向移动。
当转动方向盘时,扭矩通过输入轴传递到扭力杆,由于扭
I''
I-■
力杆为弹性轴,相对输出轴产生角向位移,使输入轴和输出轴之间的旋转方向产生角
I
I
向位移,使滑块在轴向方向产生移动。
这些偏差使滑块在轴向移动,这些轴向的移动转换为电位器的旋转角度,通过电位器再将旋转角度信号转变为电压信号并传递到P/S控制器。
控制器即可接受到方向盘上操作力大小和方向的信号。
1.3VSS(汽车速度传感器)
汽车速度传感器位于变速器上(或其它部件上),它依据车速大小产生成比例的脉冲信号。
1.4发动机转速信号
点火线圈上的信号(或电喷ECU上的信号),作为发动机转速信号,通过抑躁器(或其它的电子部件)被传递到EPS控制器。
1.5汽车电动助力转向器有如下优点:
1)效率高。
传统液压助力转向系统为机械和液压连接,效率低,一般为60%
70%;而电动助力转向系统为机械与电机连接,效率较高,可达90%以上。
2)能耗少。
汽车在实际行驶过程中,处于转向状态的时间约占总行驶时间的5%。
对于液压助力转向系统,发动机运转时,液压泵始终处于工作状态,使汽车燃油消耗率增加4%〜6%;而电动助力转向系统仅在需要转向时,才起动电机,产生助力,不增加汽车燃油消耗。
3)“路感好”。
由于电动助力转向系统内部采用刚性连接,系统的滞后特性可
以通过软件加以控制,使汽车在各种速度下都能得到满意的转向助力。
4)对环境无污染。
液压助力转向系统的液压回路中有液压软管和接头,存在油液泄漏问题,而且液压软管是不可回收的,对环境有一定污染;而电动助力转向系
统对环境没有污染。
■.
I';'
I-■
5)可以独立于发动机工作。
电动助力转向系统以电源为能源,只要电源电力充
I
I
—II
足,即可产生助力作用。
6)应用范围广。
电动助力转向系统可适用于各种汽车,而且对于环保型的混合
动力汽车,电动助力转向系统为其最佳选择。
7)装配性好易于布置。
因为电动助力转向系统零件数目少,整体外形尺寸比液
压助力转向小,易于整车布置和装配。
2基本技术参数
精心整理
2.3输入力矩—输出力矩特性(零车速)
测试项目
合格值
评价标准
1.输入力矩-电机电流特性(图1)
2.输入力矩-输出力矩特性(图2)
3.输出力矩为5N-m时输入力矩的滞后(图2中的Y)
(5.9士0.7)N-m-25A(5.9士0.7)
N-m-17N・mr22N-m
<1.65N-m
符合合格值;不应有异常特性
(图2中的C、d
点);
转向器工作时不应有异响。
图1输入力矩一电机电流特性
图2输入力矩一输出力矩特性
2.4电机总成基本参数:
2.4.1类型:
直流永磁控制电机
2.4.2额定工作时间:
单次连续3min
2.4.3额定功率:
170W名义值)
2.4.4额定工作电压:
12VDC
2.4.5额定电机转速:
(1050r士300r)/min
2.4.6额定工作电流:
30A士3A
2.4.7额定输出转矩:
1.6N-m±0.16N-m
3电路简图
线端子表
(各端子位置见“3电路简图”,12VDC为蓄电池电压)
端子
连接部件
信号出入
信号状态
号
B1
故障清除端子
输入
正常状况下浮空,接电源负极有效
B2
诊断端子
输入
正常状况下浮空,接电源负极有效
B3
EPS指示灯
输出
电压为12VDC的电平信号,高电平有效
B4
发动机信号
输入
峰峰值为12V的方波信号或脉冲信号
B5
车速信号
输入
峰峰值为12V的方波信号
B6
点火信号
输入
电压为12VDC的电平信号,高电平有效
B7
电源+
输入
电压为12VDC的持续供电电源(蓄电池)正极
B8
电源一
输入
电压为12VDC的持续供电电源(蓄电池)负极'
A9
空
1
1
A10
空
1
A11
电机
输出
峰峰值为12V的脉冲信号,脉宽可变
A12
电机
输出
峰峰值为12V的脉冲信号,脉宽可变
C1
空
1
C2
扭矩传感器电源
输出
电压为5VDC的电源正极
C3
扭矩传感器地线
输出
i电压为5VDC的电源负极
C4
扭矩传感器辅路
输入
电压为1.0VDC~4.0VDC的模拟电压信号
C5
扭矩传感器主路
输入
电压为1.0VDC~4.0VDC的模拟电压信号
5诊断故障代码
(如前所述),EPS控制器具备完善的自我诊断功能。
参阅“7.4诊断流程图”部分可确定故障所在。
6控制流程图
精心整理
7故障代码诊断
7.1诊断故障代码(DTC)的显示
1)
将诊断端子B2与电源(蓄电池)负极端子用维修导线连接。
3)
4)
起动发动机(发动机未起动,将显示DTC22)。
EPS指示灯开始显示所有故障代码,故障代码(DTC)总是从最小的代码号
开始依次显示,每种代码显示3次。
7.2清除诊断故障代码(DTC)
由于诊断故障代码(DTC)存储在EPS控制器的备份存储器中,所以在维修
I'
I■
后,一定要在点火及发动机起动正常运行时,将-B1端子与电源(蓄电池)负极
端子用维修导线连接5秒以上,当显示DTC12后断开。
7.3在诊断故障中的注意事项
严禁将电源(蓄电池)正极端子与B1、B2端子相连。
当点火开关打开而发动机不起动时,显示DTC22(无发动机转速信号),但
是当发动机起动时,如果不显示DTC22,就意味着正常。
记下显示的故障代码。
7.4诊断流程图
步骤
操作
是
否
1
1)确定电池电压大于11V或更高。
2)在点火开关打开时,注意“EPS”灯。
3)在点火开关打开时,“EPS”灯是否点亮大约2秒?
进入步骤2
进行到第8页图A-1。
(“EPS指示灯线路检查”)
2
1)用连接线连接诊断端子两端。
2)用木楔楔住车轮,置M/T到中间
(A/T到P档)并拉起停车制动。
3)起动发动机。
4)“EPS”灯是否闪亮?
进入步骤3
进行到第8页图A-2(“EPS指示灯线路检查”)
2)
3)
4)
5)
6)注意:
当点火及发动机起动正常运行时,将B1端子与电源(蓄电池)负极端子用维修导线连接5秒以上,显示DTC12后断开,以清除存储在EPS控制器里的诊断故障代码。
进行规定试验。
用木楔楔住车轮,置M/T到中间(A/T到P档)。
将诊断端子B2与电源(蓄电池)负极端子用维修导线连接。
起动发动机观察“EPS灯。
检查显示的诊断故障代码为DTC12
当点火开关处于ON位置且发动机不起动时,显示DTC22但当发动机起动时,显示DTC12意味着正常。
.
当产生两个或更多的故障时,诊断故障代码总是从最小代码开始依次显示。
精心整理
图A-1“EPS'指示灯线路检查
(在点火开关打开时,“EPS”指示灯不亮)
步骤
操作
是
否
1
主保险丝和线路保险丝是否完好?
进入第2步。
主保险丝和线路保险丝断
2
1)打开点火开关。
2)检杳终端“B6”和控制器体接地之间的电压。
3)是电池电压吗?
进入第3步。
“B/W”线断开或短路。
3
1)检查终端“B7”和控制器体接地之间的电压。
2)是电池电压吗?
进入第4步。
“B/R”线断开或短路。
4
1)关闭点火开关,从P/S控制器中断开插头“B”。
2)断开在插头里的车身接地端“B3”,并接地。
3)再打开点火开关,“EPS”灯是否亮。
进入第5步。
灯泡烧坏或“V/G”线断开。
1
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■■,~_
.1''
1■1
1'
5
插头与EPS控制器之间连接是否牢靠?
•“B”线断开。
•终端“A1”、“B2”、
“A5”或“B4”接触不良。
•“B”线接地不良。
•EPS控制器壳体接地不良。
如果上述各项都0K,更换一个换好的EPS控制器,,重新检查。
「接地不良。
适用于步骤4■
图A-2“EPS指示灯线路检查
(“EPS”指示灯不亮或当诊断开关终端和接地终端之间跨线连接时一直点亮)
步骤
'操作,
是
否
1
插头“B”(终端“B2”)是否完全连接到EPS控制器?
进入步骤2
接触不良。
2
1)在插头与EPS控制器连接的情况下,用线将“B2”端子接地。
2)打开点火开关,“EPS”灯是否闪亮?
•维修线断开。
•“B1/W”线路断开或“B”线接地不良。
替换好的EPS控制器,重新检查。
适用于步骤2
精心整理
DTC11扭矩传感器的主线路
(主线路断开或短路)
步骤
操作
是
否
1
1)拆下EPS控制器盖。
2)打开点火开关,把方向盘放置在回正位置,检查扭矩传感器插头中的“C5”端电压。
是否大约2.5V?
进入步骤2。
•“C5”线断开。
•“C5”连接不良。
如果上述情况均
0K,替换好的EPS控制器重新检查。
2
1)关闭点火开关,断开扭矩传感器插头。
2)检查扭矩传感器的“C5”和“C3”之间电阻是否大于
400Q
•替换好的EPS控制器并重新检查。
扭矩传感器缺陷。
1
1
适用于步骤2
精心整理
DTC13扭矩传感器
(扭矩传感器的主路与SUB路信号输出差异很大)
步骤
操作
端子间电压。
扭矩传感器插头端子
“C4”和
“C3”之间
大约2.5V(方向盘放置在回正的位置)
小于1.5V(方向盘全部转向右边)
大于3.5V(方向盘全部转向左边)
扭矩传感器的终端“C5”和“C3”之间
大约2.5V(方向盘放置在回正的位置)
大于3.5V(方向盘全部转向右边)
小于1.5V(方向盘全部转向左边)
1)关闭点火开关,拆下EPS控制器盖。
2)接通电源但不启动发动机。
3)按下列状态,检查扭矩传感器侧插头各
•“C3”线路不良。
•终端“C5”或“C4”连接不良。
如果上述情况均0K,替换好的EPS控制器,重新检查。
适用于步骤1
否
扭矩传感
器故障。
精心整理
DTC14扭矩传感器
(扭矩传感器电源电压过高或过低)
步骤
操作
是
否
1
1)关闭点火开关,拆下EPS控制器盖。
2)接通电源但不启动发动机。
3)检查扭矩传感器插头“C2”与“C3”之间电压大约5V吗?
扭矩传感器故障
进入步骤2
2
1)关闭点火开关,断开扭矩传感器插头。
2)检查“C2”与“C3”之间电阻是否小于100Q
扭矩传感器故障
替换好的
EPS控制器并重新检查。
1
适用于步骤2
精心整理
DTC15扭矩传感器的辅助线路
(辅助线路断开或短路)
步骤
操作
是
否
1
1)关闭点火开关,拆下EPS控制器盖。
2)接通电源但不启动发动机。
3)检查扭矩传感器插头“C4”与“C3”之间电压大约2.5V吗?
(方向盘放置在回正的位置)
进入步骤2
扭矩传感器故障
2
1)方向盘全部转向左边时,检查扭矩传感器插头“C4”与“C3”之间电压大于3.5V吗?
2)方向盘全部转向右边时,检查扭矩传感器插头“C4”与“C3”之间电压小于1.5V吗?
•替换好的EPS控制器并重新检查。
||
适用于步
列骤2-■'
DTC21
VSS线路(发动机在2500转/min或更高状态下运转或发动机起动后立即4000转/min或更高,且持续60秒钟没有汽车速度信号输入)--''
DTC23
VSS线路(发动机在2500转/min或更高速状态下或发动机起动后立即4000转/min或更高,且持续60秒钟和没有汽车速度信号输入)’'
DTC24
VSS线路(发现发动机减速超过标准水平后持续5秒钟没有汽车速度信号输入)
步骤
操作
-是
否
1
这是DTC23吗?
■
进入步骤3。
进入步骤2。
2
1)参阅“清除DTC”部分清除
DTC。
2)起动发动机,变换到1档(对■于A/T车为“L”处),在至
少4000转/min时开动汽车大
约1分钟。
3)参阅“DTC的指示”部分,检杳空转时DTC。
4)是DTC21或24吗?
进入步骤3。
断路故障。
3
速度里程表显示汽车速度吗?
进入步骤2。
速度表、VSS或它的线束不良。
4
1)在点火开关置OFF时,拆卸EPS控制器并将插头连接到EPS控制器。
2)在控制器插头的“B5”端子和车身接地间接入电压表。
3)抬起汽车的前端,锁住前右边轮胎。
断路故障
进入步骤3。
精心整理
4)在点火开关置ON时,很快地转动前左轮胎。
轮胎转动时,电压是否在0-1V和4-6V之间。
5
电压是否显示0-1V
电压显示0-1V
“B5”连接不良或到地面的“V”线短路。
如果线和连接正常,更换一个好的速度表重新检查。
电压显示4-6V
“V”线断路或在组合仪表中的“V”线连接不良。
如果线和连接正常,更换一个好的速度表重新检查。
适用于步骤4
DTC22发动机转速信号
(没有发动机转速信号输入)
步骤
操作
是
—.否
1
转速表是否显示发动机转速
进入步骤2。
•抑噪器故障。
-'•抑噪器插头连接不良。
•线路断路。
2
1)在点火开关OFF时,拆卸EPS控制器并连接到EPS控制器插头。
2)在点火开关ON时,检查EPS控制器的“B4”端子和接地之间电压。
3)是否是10-14V?
“B4”连接不良。
如果连接正常,更换一个好的EPS控制器,重新检查。
线路断路。
适用于步骤2
DTC41电机(
DTC43电机(
DTC42电机(
DTC44电机(
DTC45电机(
(电机电压过高过低)丨
(电机电流过高),
(EPS控制器检测到的电流与实际流入电机的电流之间差异很大)
(尽管EPS控制器发出旋转命令,但电机不起动)
(流过电机的实际电流比流过EPS控制器检测出来的电流值低)
步骤
操作"
是
否
1
有DTC44吗?
电机故障
进入步骤2
2
1)拆卸转向柱孔盖。
2)在点火开关OFF时,断开电机和离合器插头。
3)检杳电机端子“A11”“A12”之间的导通性。
4)它是连续性吗?
进入步骤3
电机故障
3
1)检查电机和离合器插头的“A11”端子和车身接地之间的电阻。
2)它是无穷大吗?
•“R”或“B1”线断开。
•“R”或“B1”线到地面短路
•插头接触不良。
如果上述现象都正常,更换一个好的P/S控制器,重新检
电机故障
精心整理
查。
适用于步骤2
适用于步骤3
1「冃厂
:
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I■:
•、
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:
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1,
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精心整理
DTC54EPS控制器的电源线路
(蓄电池电压低)
步骤
操作
是
否
1
1)在点火开关OFF时,拆卸EPS控制器,并连接EPS控制器插头。
2)在点火开关ON时,检查EPS控制器的“B7”端子和地之间的电压。
3)它是10-15V?
•“B7”端子接触不良。
如果上述现象正常,更换一个好的EPS控制器,重新检查。
蓄电池故障。
DTC51EP控制器故障
DTC52EP控制器故障
DTC55EP控制器故障
更换一个好的EPS控制器,重新检查。
'
EPS控制器及其线路的检查
EPS控制器和它的线路可以通过测量EPS控制器插头电压和电阻检查。
电压检查:
'
1)在点火开关OFF时,从车身上拆下EPS控制器。
2)将EPS控制器插头连接到EPS控制器上。
「
3)在点火开关ON时,检查EPS控制器插头各端子电压。
-'*「1线路通断检查
在点火开关OFF时,从车身上拆下EPS扌控制器,检查线路通断情况。
注意:
'
各端子电压受蓄电池电压的影响,所以当点火开关在ON位时,确认蓄电池电压是10V或更
咼。
'
端子号
线路
正常电压
现象
B1
故障清除端子
B2
诊断开关终端
5V”
点火开关ON
B3
“EPS”灯
1
0-2V
发动机怠速
“EPS”指示灯亮
10-14V
发动机怠速
“EPS”指示灯不亮
B4
发动机速度信号'
B5
VSS「-
扌曰示器重复偏斜
0-1V和4-6V
点火开关ON时,在锁住前轮状态下,前左轮胎转动很快
B6
点火开关信号
10-14V
发动机怠速
B7
支持电路的EPS控制器电源
10-14V
发动机怠速
B8
接地
A9
空白
A10
空白
A11
电机输出
1V
发动机怠速,方向盘固定在回正的位置
A12
电机输出
1V
发动机怠速,方向盘固定在回正的位置
C1
空
精心整理
C2
扭矩传感器电源
大约5V
点火开关ON时,检查终端C2和C3之间的电压
C3
扭矩传感器(GND)
0V
C4
扭矩传感器辅路(Sub)
大约2.5V
发动机怠速,方向盘固定在回正的位置检查终端C4和C3之间的电压
C5
扭矩传感器主路(Main)
大约2.5V
发动机怠速,方向盘固定在回正的位置检杳终端C5和C3之间的电压
7.5总结
EPS控制器电
EPS灯处于常亮状
EPS控制器电路板的自诊断功能。
当模拟的各种故障出现时,
路板应停止工作,即电机、电磁离合器、继电器处于开路状态,态。
打开自诊断开关,显示相应的DTCI昔误代吗。
1>当发动机信号的频率小于13Hz或高于500Hz时,显示DTC25弋码
2>当发动机信号为零时,显示DTC22代码。
3>当离合器处于开路或短路状态时,显示-DTC51代码。
:
(仅针对DFL-01型)
4>当电池电压低于8V时,显示DTC54代码。
6>当传感器的工作电压异常时,即电压过高或过低时,显示DTC14弋码。
7>当传感器主线路断开或短路时,显示DTC11代码。
8>当传感器辅助线路断开或短路时,显示DTC15代码。
DTC13代码。
9>当传感器主线路与辅助线路输出之间差异很大时,显示
DTC41代码。
=r-'
10>当直流电机两端的电压过高或过低时,显示
11>当流过直流电机两端的实际电流过高时,显示DTC42弋码。
12>当流过直流电机两端的实际电流过低时,显示DTC45代码。
13>当运行途中车速信号开路时,显示DTC24弋码。
8其他机械检查
8.1方向盘自由间隙的检查
精心整理
通过在轴方向和横方向移动方向盘,检查方向盘是否松动或发生吱吱声。
如果发现缺陷,维修或更换。
在发动机停止,汽车固定在地面朝前方的状态下,检查方向盘。
方向盘自由间隙的范围:
0-30mm(0-1.2in.)
如果方向盘运动不在规定自由间隙的范围内,按下例进行检查,如果发现缺陷,更换。
转向横拉杆球头是否磨损。
F部球接头是否磨损。
转向轴接头是否磨损。
转向小齿轮或齿轮齿条是否磨损或破裂。
其他部件是否松动。
8.2转向力的检查
2)
检查轮胎充气压力是否符合指定要求(参阅轮胎指示)。
4)
在发动机怠速时,通过相切方向钩住方向盘上的弹簧秤测量转向力。
I
转向力:
至少「35N(3.5kg)
8.3EPS控制器拆装
拆卸
精心整理
安装
按拆卸过程的相反步骤进行安装。
9EPS常见故障分析及排故方法
9.1异响
原因
转向异响
排故方法
注意事项
钉前,先用手将螺钉旋到位。
右手转动方向盘,左手握住电机,感觉电机是否摆动。
若不摆动,固紧螺钉;若摆动,用手调整电机位置,直到不摆动时,固紧螺钉;若调整不好,更换电机后再重复上